Termodinamika

Alapfogalmak

• Fajhő:

  • Arányossági tényező, amely megmutatja, hogy mennyi hő szükséges egy test tömegének egységnyi hőmérsékletének megváltoztatásához.
  • Mértékegysége: J/kg°C vagy J/kgK.
  • Fajhő definíciója: A felvett hőmennyiség osztva testtömeggel és hőmérséklet-változással.

• Hőkapacitás:

  • A hőmennyiség osztva a hőmérséklet-változással.
  • Mértékegysége: J/K.

• Mólhő:

  • A hőmennyiség osztva a molok számával és a hőmérséklet-változással.
  • Mértékegysége: J/molK.

Szilárd anyagok és folyadékok fajhője

• Általában közel állandó.
• Például: Króm fajhője 461 J/kg°C.

Gázok fajhője

• Függ az állapotváltozástól.
• Kétféle fajhő:
  • Cp: Állandó nyomáson vett fajhő.
  • Cv: Állandó térfogaton vett fajhő.
• Például: Hélium fajhői:
  • Cp = 5234 J/kgK
  • Cv = 3161 J/kgK

Állapotváltozások és hőszükséglet

• Izokor állapotváltozás:

  • Állandó térfogaton történik.
  • Pl. 1 kg hélium 200 K-ről 400 K-re melegítése 632,200 J hőt igényel.

• Izobár állapotváltozás:

  • Állandó nyomáson történik, pl. dugattyús tartályban.
  • Pl. 1 kg hélium 200 K-ről 400 K-re melegítése 1,046,800 J hőt igényel.

Megjegyzések

• Hélium gáz mechanikai munkát is végez izobár állapotváltozásnál, míg izokor állapotváltozásnál csak belső energia növekszik.
• A hőmérséklet változás Kelvinben és Celsius fokban azonos nagyságú, így mértékegység szempontjából mindkettő használható.

Gázok törvényei

• Géluszák első törvénye:

  • Izobár állapotváltozásnál térfogatváltozást eredményez.

• Géluszák második törvénye:

  • Izokor állapotváltozás esetén nyomásváltozást eredményez.